DigitalArtSpace

Исследователи из Университета Гонконга получили отрицательное преломление света в магнитном полупроводнике CrSBr (хромистый бромсульфид), задействовав экситоны – квазичастицы, образующиеся в полупроводниках и диэлектриках и представляющие собой связанные электрон-дырочные состояния. Опубликованные данные свидетельствуют о возможности создания интегрированного нанофотонного чипа, функционирующего как гиперлинза и способного различать объекты чрезвычайно малого размера.

Обычное отрицательное преломление, подразумевающее отклонение света от нормали в противоположную сторону, как правило, достигается с помощью сложных метаматериалов – искусственно созданных материалов с периодической структурой, демонстрирующих характеристики, не наблюдаемые в природных аналогах. Тем не менее, в рассматриваемом случае это свойство обусловлено внутренними особенностями CrSBr, что существенно облегчает процесс изготовления.

Внутри CrSBr внутренние магнитные моменты ориентированы определённым образом, что оказывает влияние на поведение экситонов. Направив световой луч на тонкую плёнку CrSBr, исследователи зафиксировали, что экситоны переизлучают свет в направлении, противоположном падающему, – это свидетельствует об отрицательном преломлении.

Гиперлинза формируется путем интеграции пластинки CrSBr в фотонный чип. При попадании света в пластинку, экситоны направляются по изогнутым траекториям, которые сходятся в точку, размер которой сопоставим с длиной волны света. Благодаря этому становится возможным создание гиперлинзы, использующей свойства природного материала.

Создание новых оптических элементов становится возможным благодаря разработкам в этой области. Магнитный порядок в материале CrSBr можно изменять, воздействуя внешним магнитным полем или регулируя температуру, что обеспечивает переключение устройства между режимами нормального и отрицательного преломления.

В перспективе этот материал может найти применение в разработке микроскопов, методов литографии с высоким разрешением и оптических вычислительных систем. В настоящее время авторы исследования намерены объединить CrSBr с другими фотонными и оптоэлектронными элементами для создания опытных образцов рабочих устройств, например, регулируемой суперлинзы или оптического переключателя, управляемого магнитным полем. Кроме того, они исследуют многослойные структуры из CrSBr с незначительным углом поворота, где муаровые суперрешётки способны существенно влиять на поведение экситонов.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.